粉体的流动性
陶瓷工艺粉体的流动性如何
陶瓷工艺粉体的流动性如何陶瓷工艺粉体的流动性是指粉体在受外力作用下的流动性能。
流动性好的粉体容易在受力作用下流动，而流动性差的粉体则固定在原位。
陶瓷工艺粉体的流动性受到多个因素的影响。
主要因素包括粒度分布、粒形、表面特性、粒子间的静电效应、表面摩擦、粉体的含水量和组分等。
粒度分布：粒度分布较均匀的粉体，其粒子间的空隙较小，粉体流动性好。
而粒度分布不均匀的粉体，由于颗粒大小和形状的差异，粒子间的空隙不均匀，导致粉体流动性差。
粒形：粒子形状不规则的粉体，如棱角分明的颗粒或板状颗粒，容易产生结块和堆积，流动性差。
而球状颗粒或近似球状颗粒的粉体，由于流体力学的原因，流动性较好。
表面特性：粉体表面的疏水性或亲水性，直接影响粒子间的摩擦和粉体与容器之间的黏附力。
表面疏水性较强的粉体，由于粒子间摩擦小，流动性好；表面亲水性较强的粉体，由于粒子间摩擦大，流动性差。
粒子间的静电效应：当粉体颗粒带有电荷时，会产生静电排斥力或引力，从而影响粉体的流动性。
颗粒带有相同电荷的粉体会相互排斥，流动性较好；颗粒带有相反电荷的粉体会相互吸引，流动性较差。
表面摩擦：粉体颗粒之间的表面摩擦力直接影响粉体的流动性。
表面摩擦小的粉体，流动性好；表面摩擦大的粉体，流动性差。
粉体的含水量和组分：适量的水分可以降低粉体间的摩擦，改善粉体的流动性。
此外，粉体的组分也会影响粉体的流动性，不同的组分可能会产生化学反应或融合现象，导致粉体流动性差。
综上所述，陶瓷工艺粉体的流动性受到多个因素的影响，包括粒度分布、粒形、表面特性、粒子间的静电效应、表面摩擦、粉体的含水量和组分等。
对于不同的陶瓷工艺要求，需要选择具备良好流动性的粉体材料。
粉体的流动性
粉体简介中粉体的流动性：
（1）意义：流动性与多种因素有关，是粉体的重要性质之⼀。
对散剂、颗粒剂、胶囊的分装、⽚剂的分剂量有较⼤影响。
（2）评价⽅法：休⽌⾓：⼀定量的粉体堆层的⾃由斜⾯与⽔平⾯间形成的夹⾓。
tanθ= h/rθ称为休⽌⾓。
θ越⼩，表明粉体的流动性越好，θ≤400，流动性满医学教|育搜集整理⾜⽣产的需要。
θ＞400，流动性不好。
淀粉θ＞450，流动性差。
粉体吸湿后，θ↑.细粉率⾼，θ↑.流出速度：是将粪体加⼊漏⽃中测定粉体全部流出的时间。
粒⼦间的黏着⼒、⼒范得华⼒静电⼒等作⽤阻碍粒⼦的⾃由流动，影响粉体的流动性。
（3）改善粉体流动性的措施：
1）通过制粒，减少粒⼦间的接触，降低粒⼦医学教|育搜集整理间的吸着⼒；
2）加⼊粗粉、改进粒⼦形状可改善粉体的流动性；
3）改进粒⼦的表⾯及形状；
4）在粉体中加⼊助流剂医学教|育搜集整理可改善粉体的流动性；
5）适当⼲燥可改善粉体的流动性。
影响粉体流动性的五种因素,水分检测方法,粉体工程应用
影响粉体流动性的五种因素，水分检测方法，粉体工程应用粉体之所以流动，其本质是粉体中粒子受力的不平衡，对粒子受力分析可知，粒子的作用力有重力、颗粒间的黏附力、摩擦力、静电力等，对粉体流动影响最大的是重力和颗粒间的黏附力。
影响粉体流动性的因素非常复杂，粒径分布和颗粒形状对粉体的流动性具有重要影响。
此外，温度、含水量、静电电压、空隙率、堆密度、粘结指数、内部摩擦系数、空气中的湿度等因素也对粉体的流动性产生影响。
通过分析粉体流动性的影响因素，对于采用科学的方法测量粉体流动性具有重要意义。
一、粉体的应用粉体加工技术与相关自然科学的理论应用到具体的粉体加工生产部门中所形成的综合知识和手段称之为粉体工程。
粉体技术是解决具体技术问题的思想和技巧，而粉体工程则是以粉体技术为核心与相关技术组合，形成解决工程化生产问题的专业系统手段。
作为材料类专业的学生，应该掌握这种工程化的粉体加工技术。
在实施特点上看，粉体工程是基于颗粒与粉体自身性质和过程现象，将系统化的知识和方法运用于工业生产中所采用的粉体应用技术的总称。
以粉体特性为基础，掌握粉体现象，对粉体的加工过程实施不同的单元作业。
从单元操作的纵向分类来看，粉体工程涵盖了破碎、粉碎、分级、贮存、充填、输送、造粒、混合、过滤、沉降、浓缩、集尘、干燥、溶解、析晶、分散、成形、烧成等。
根据各个产业中粉体加工对象的不同，粉体工程学已广泛应用到建材、机械、能源、塑料、橡胶、矿山、冶金、医药、食品、饲料、农药、化肥、造纸、资源、环保、信息、航空、航天、交通等几乎国民经济发展的各个领域。
二、影响粉体流动性的五种因素1.粒度:粉体比表面积与粒度成反比，粉体粒度越小，则比表面积越大。
随着粉体粒度的减小，粉体之间分子引力、静电引力作用逐渐增大，降低粉体颗粒的流动性；其次，粉体粒度越小，粒子间越容易吸附、聚集成团，黏结性增大，导致休止角增大，流动性变差；再次，粉体粒度减小，颗粒间容易形成紧密堆积，使得透气率下降，压缩率增加，粉体的流动性下降。
粉体流动性测试方法
粉体的流动性2012-01-16 12:01:04粉体的流动性与粒子的形状、大小、表面状态、密度、空隙率等有关粉体的流动性（flowability）与粒子的形状、大小、表面状态、密度、空隙率等有关，加上颗粒之间的内摩擦力和粘附力等的复杂关系，粉体的流动性无法用单一的物性值来表达。
然而粉体的流动性对颗粒剂、胶囊剂、片剂等制剂的重量差异影响较大，是保证产品质量的重要环节。
粉体的流动形式很多，如重力流动、振动流动、压缩流动、流态化流动等，相对应的流动性的评价方法也有所不同，当定量地测量粉体的流动性时最好采用与处理过程相对应的方法，表12-7列出了流动形式与相应流动性的评价方法。
流动形式与其相对应的流动性评价方法种类现象或操作流动性的评价方法重力流动瓶或加料斗中的流出旋转容器型混合器，充填流出速度，壁面摩擦角休止角，流出界限孔径振动流动振动加料，振动筛充填，流出休止角，流出速度，压缩度，表观密度压缩流动压缩成形（压片）压缩度，壁面摩擦角内部摩擦角流态化流动流化层干燥，流化层造粒颗粒或片剂的空气输送休止角，最小流化速度（一）流动性的评价与测定方法1．休止角休止角（angle of repose）是粉体堆积层的自由斜面与水平面形成的最大角。
常用的测定方法有注入法，排出法，倾斜角法等，如图12-10所示。
休止角不仅可以直接测定，而且可以测定粉体层的高度和圆盘半径后计算而得。
即tanθ=高度/半径。
休止角是粒子在粉体堆体积层的自由斜面上滑动时所受重力和粒子间摩擦力达到平衡而处于静止状态下测得，是检验粉体流动性的好坏的最简便的方法。
休止角越小，摩擦力越小，流动性越好，一般认为θ≤40°时可以满足生产流动性的需要。
粘附性粉体（sticky powder）或粒子径小于100～200μm以下粉体的粒子间相互作用力较大而流动性差，相应地所测休止角较大。
值得注意的是，测量方法不同所得数据有所不同，重现性差，所以不能把它看作粉体的一个物理常数。
药剂学实验：实验七 粉体流动性的测定
分别以不同量的滑石粉作为助流剂，与颗粒混合 ，测定休止角各三次。
10
四、实验结果
表一 淀粉和糊精休止角测定结果：
测定项目
淀粉
1
2
3
糊精
1
2
3
粉末高度 h (cm)
Tan = h/r
休止角 (°)
平均休止角 （°）
11
四、实验结果
表二 淀粉和糊精压缩度测定结果：
1%
3% 5%
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五、思考题
分析影响粉体流动性的因素。 分析助流剂的助流原理。
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三、实验内容
挤压制粒的关键和准则：
挤压制粒的关键步骤是制软材（捏合） 软材质量以“轻握成团，轻压即散”为准则。 在制软材过程中选择适宜粘合剂和适宜用量是非
常重要的。 将软材挤压通过筛网的颗粒，若含细粉过多，说
明粘合剂用量过少；若呈线条状，说明粘合剂用 量过多。
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三、实验内容
考察不同量助流剂滑石粉对阿司匹林颗粒 的流动性影响
5
三、实验内容
测定粉末的休止角 测定粉末的压缩度 制备阿司匹林颗粒（建议:干燥需等待，可先做） 考察不同量助流剂滑石粉对阿司匹林颗粒的流
动性影响
6
三、实验内容
测定粉末的休止角 tan=h/r
称取淀粉和糊精各15g，过60目筛，分别测定休止角各 三次。
测定粉末的压缩度 C=(h0-hf)/h0×100%
粉体流动性的评价 休止角(angle of repose) 压缩度( compressibility) 流出速度(flow velocity)
3
二、实验原理
休止角测定
粉体综合流动性实验
实验1 粉体综合流动性实验一、目的意义粉体是由不连续的微粒构成，是固体的特殊形态。
它具有一些特殊的物理性质，如巨大的比表面积和很小的松密度，以及凝聚性和流动性等。
在分体的许多单元操作过程中涉及粉体的流动性能，例如粉体的生产工艺、传输、贮存、装填以及工业中的粉末冶金、医药中不同组分的混合等。
粉体的流动性能随产地、生产工艺、粒度、水分含量、颗粒形状、压实力大小和压实时间长短等因素的不同而有明显的变化，所以测定粉体的流动性和对粉体工程具有重要的意义。
而Carr指数法是工业上评价粉体流动性最常用的方法，由于这种方法快速、准确、适用范围广、易操作等一系列优点而被广泛应用于粉体特性的综合评判和粉体系统的设计开发中。
本实验的目的：（1）了解粉体流动性测定的意义；（2）掌握粉体流动性的测定方法；（3）了解粒度和水分对粉体流动性的影响。
二、基本原理Carr指数法是卡尔教授通过大量实验，在综合研究了影响粉体流动性和喷流性的几个单项粉体物性值得基础上，将其每个特征指数化并累加以指数方式来表征流动性的方法。
Carr指数分为流动性指数和喷流性指数。
流动性指数是由测量结果参照Carr流动性指数表得到与其相对应得单项Carr指数值（安息角、压缩率、平板角和粘附度/均齐度），将其数值累加，计算出流动性指数合计，用取得的总分值来综合评价粉体的流动性质；喷流性指数是单项检测项目（流动性指数、崩溃角、差角、分散度）指数化后的累积和。
卡尔流动性指数表见表1-1。
安息角：粉体堆积层的自由表面在平衡状态下，与水平面形成的最大角度叫做安息角。
它是通过特定方式使粉体自然下落到特定平台上形成的。
安息角对粉体的流动性影响最大，安息角越小，粉体流动性越好。
安息角也称休止角、自然坡度角等。
安息角的理想状态与实际状态示意图如图示。
崩溃角：给测量安息角的堆积粉体上以一定的冲击，使其表面崩溃后圆锥体的底角成为崩溃角。
平板角：将埋在分体中的平板向上垂直提起，粉体在平板上的自由表面（斜面）和平板之间的夹角与收到振动之后的夹角的平均值称为平板角。
试验原理·粉体的流动性
去甲醛，即得球形或类球形微囊。
实验材料
（一）实验材料
1．原料药：吲哚美辛
2．辅料：微晶纤维素粉末、微晶纤维素球形颗粒、
淀粉、滑石粉、明胶、阿拉伯胶、Schiff试剂、
醋酸、氢氧化钠、戊二醛
（二）仪器与设备
三角玻璃漏斗、铁架台、培养皿、量角器、直尺、 恒温水浴、电动搅拌器、烧杯、冰浴
实验内容·空心微囊的制备
[处方]
明胶 阿拉伯胶 5%醋酸溶液 1g 1g 适量
25%戊二醛溶液
3ml
实验内容·空心微囊的制备
[制备]
取阿拉伯胶和明胶各30mL混合均匀，倒入烧杯内于
50℃水浴恒温搅拌，滴加醋酸溶液至pH约为4，于显微
镜下观察成囊后，加30℃水120 ml稀释凝聚囊，将烧杯 静置待微囊沉降完全，倾去上清液，将微囊过滤，用水洗 至无醛味，抽干，即得。
应用的科学。
粉体性质分为两大类： 粉体的第一性质：组成粉体的单一粒子的性质，如粒子 的形状、大小、粒度分布、粒密度等；
粉体的第二性质：粉体集合体的性质，如粉体的流动性、
填充性、堆密度、压缩成形性等。
粉体的流动性与粒子形状、大小、表面状态、密度、
空隙率等有关
实验原理· 粉体的流动性
休止角是粉体堆积层的自由斜面与水平面所形成的最大角，是粒 子在粉体堆积层的自由斜面上滑动时所受重力和粒子间摩擦力达到 平衡而处于静止状态下测得，是检验粉体流动性的好坏的最简便的 方法。常用的测定方法有注入法，排出法，倾斜角法等。 流出速度是将物料加入于漏斗中用测定的全部物料流出所需的时 间来描述。
助流,直至粉体刚好自由流动时,记录所需加入的玻璃球
最少量。
实验内容·压缩度的测定
影响粉体流动性的5大因素,你知道吗？
立志当早，存高远
影响粉体流动性的5 大因素，你知道吗？
粉体之所以流动，其本质是粉体中粒子受力的不平衡，对粒子受力分析可知，粒子的作用力有重力、颗粒间的黏附力、摩擦力、静电力等，对粉体流动影响最大的是重力和颗粒间的黏附力。
影响粉体流动性的因素非常复杂，粒径分布和颗粒形状对粉体的流动性具有重要影响。
此外，温度、含水量、静电电压、空隙率、堆密度、粘结指数、内部摩擦系数、空气中的湿度等因素也对粉体的流动性产生影响。
通过分析粉体流动性的影响因素，对于采用科学的方法测量粉体流动性具有重要意义。
1 粒度
粉体比表面积与粒度成反比，粉体粒度越小，则比表面积越大。
随着粉体粒度的减小，粉体之间分子引力、静电引力作用逐渐增大，降低粉体颗粒的流动性;其次，粉体粒度越小，粒子间越容易吸附、聚集成团，黏结性增大，导致休止角增大，流动性变差;再次，粉体粒度减小，颗粒间容易形成紧密堆积，使得透气率下降，压缩率增加，粉体的流动性下降。
2 形态
除了颗粒粒径意外，颗粒形态对流动性的影响也非常显著。
粒径大小相等，形状不同的粉末其流动性也不同。
显而易见，球形粒子相互间的接触面积最小，其流动性最好。
针片状的粒子表面有大量的平面接触点，以及不规则粒子间的剪切力，故流动性差。
3 温度
据报道：热处理可使粉末的松装密度和振实密度会增加。
这是因为，温度升高后粉末颗粒的致密度提高。
但是当温度升高到一定程度后，粉体的流动性会下降，因为在高温下粉体的黏附性明显增加，粉粒与粉体之间或者粉体与器壁。
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LIU Yang College of Pharmacy, Suzhou University
Saturday, June 06, 2020
第一节 概述
❖ 粉体学(micromeritics)是研究无数个固体粒子集合 体的基本性质及其应用的科学。
❖ 通常<100μm的粒子叫“粉”，容易产生粒子间的 相互作用而流动性较差；> 100μm的粒子叫“粒”， 较难产生粒子间的相互作用而流动性较好。
4.比表面积等价径（equivalent specific surface diameter）
❖与欲测粒子具有等比表面积的球的直径，记作 DSV。采用透过法、吸附法测得比表面积后计 算求得。
❖这种方法求得的粒径为平均径，不能求粒度分 布。
DSV =Ф/SW·ρ ❖ 式中，SW—比表面积，Ф—粒子的性状系数，
球体时Ф=6，其他形状时一般情况下 Ф=6.5~8。
（二）粒度分布
❖粒度分布（particles size distribution) 表示不同粒径的粒子群在粉体中所分布的情况， 反映粒子大小的均匀程度。
❖粒子群的粒度分布可用简单的表格、绘画和函 数等形式表示。
1. 频率分布与累积分布
❖频率分布（frequncy size distribution） 表示与各个粒径相对应得粒子在全粒子群中所 占的百分数（微分型）
粒子的体积V=πDv3/6
2.筛分径（sieving diameter）
❖ 又称细孔通过相当径。当粒子通过粗筛网且被截 留在细筛网时，粗细筛孔直径的算术或几何平均 值称为筛分经，记作DA 。
算术平均径 DA=(a+b)/2 几何平均径 DA=(ab)1/2
式中，a—粒子通过的粗筛网直径； b—粒子被截留的细筛网直径。
❖单体粒子叫一级粒子（primary particles)；聚结粒 子叫二级粒子（second particle)。
❖ 粉体的物态特征：
①具有与液体相类似的流动性；
②具有与气体相类似的压缩性；
③具有固体的抗变形能力。
❖ 粉体学是药剂学的基础理论，对制剂的处方设 计、制剂的制备、质量控制、包装等都有重要 指导意义。
❖利用电阻与粒子的体积成正比的关系将电信号 换算成粒径，以测定粒径与其分布。
❖测得的是等体积球相当径，粒径分布以个数或 体积为基准。
❖混悬剂、乳剂、脂质体、粉末药物等可以用本 法测定。
3. 沉降法（sedimentation method）
❖是液相中混悬的粒子在重力场中恒速沉降时， 根据Stocks方程求出粒径的方法。
粒径的表示方式是（-a+b），即粒径小于a，大于b。
3.有效径（effect diameter）
❖粒径相当于在液相中具有相同沉降速度的球形 颗粒的直径。该粒经根据Stocks方程计算所 得，因此有叫Stocks 径，记作 DStk.
18η DStk= [ (ρp -ρ1) ·g
h 1/2 ·]
t
式中， ρp ，ρ1—分别表示被测粒子与液相的密度； η— 液相的粘度；h——等速沉降距离；t—沉降时间。
❖ 表示粒度分布时必须注明测定基准，不同的测 定基准，所获得的粒度分布曲线也不一样。
❖ 不同基准的粒度分布理论上可以互相换算。
❖ 实际应用较多的是质量和个数基准分布。
（三）平均粒子径
❖是指由不同粒径组成的粒子群的平均粒径。中 位径是最常用的平均径，也叫中值径，在累积 分布中累积值正好为50%所对应的粒子径， 常用D50表示。
1.几何学粒子径
表面积等价径
❖ 根据几何学尺寸定义的粒子径，一般用显微镜 法、库尔特计数法等测定。
(1)三轴径：在粒子的平面投影图上测定长径l与 短径b，在投影平面的垂直方向测定粒子的厚 度h。反映粒子的实际尺寸。
(2)定向径（投影径）：
❖Feret径(或Green径) ：定方向接线径，即一定 方向的平行线将粒子的投影面外接时平行线间 的距离。
❖累积分布（cumulative size distribution)表示小于（pass）或大于 （on）某粒径的粒子在全粒子群中所占的百 分数（积分型）。
❖百分数的基准可用个数基准（count basis）、 质量基准（mass basis）、面积基准 （surface basis）、体积基准（volumn basis）、长度基准（length basis）等表示。
（四）粒
测定方法
光学显微镜 电子显微镜
筛分法 沉降法
粒子经(μm)
0.5~ 0.001~
40~ 0.5~200
测定方法 库尔特计数法
气体透过法 氮气吸附法
粒子经(μm) 1~600 1~100 0.03~1
1.显微镜法（microscopic method）
❖是将粒子放在显微镜下，根据投影像测得粒径的 方法，主要测定几何粒径。
❖光学显微镜可以测定微米级的粒径，电子显微镜 可以测定纳米级的粒径。测定时应避免粒子间的 重叠，以免产生测定的误差。
❖主要测定以个数、面积为基准的粒度分布。
2.库尔特计数法（coulter counter method）
❖将粒子群混悬于电解质溶液中，隔壁上设有一 个细孔，孔两侧各有电极，电极间有一定电压， 当粒子通过细孔时，粒子容积排除孔内电解质 而电阻发生改变。
第二节 粉体粒子的性质
一、粒子径与粒度分布 二、粒子形态 三、粒子的比表面积
一、粒子径与粒度分布
粉体的粒子大小也称粒度，含有粒子大 小和粒子分布双重含义，是粉体的基础 性质。
对于一个不规则粒子，其粒子径的测定 方法不同，其物理意义不同，测定值也 不同。
（一）粒子径的表示方法
几何学粒子径 筛分径 有效径
❖ Krummbein径：定方向最大径，即在一定方向 上分割粒子投影面的最大长度。
❖ Martin径：定方向等分径，即一定方向的线将 粒子投影面积等份分割时的长度。
(3)Heywood径：投影面积圆相当径，即与粒子的投 影面积相同圆的直径，常用DH表示。
(4)体积等价径（equivalent volume diameter)：与粒 子的体积相同的球体直径，也叫球相当径。用库 尔特计数器测得，记作Dv。